기체는 눈에 보이지 않기 때문에 양을 가늠하기가 어렵습니다. 하지만 과학에서는 특별한 법칙을 통해 기체의 양과 반응 결과를 정확히 예측할 수 있습니다. 오늘은 중학교 3학년 과학 1단원 7차시에서 배우는 기체 반응 법칙을 예시와 함께 알기 쉽게 정리해드립니다.
🔍 기체 반응 법칙이란?
기체 반응 법칙이란, 기체 상태인 물질들이 화학 반응할 때, 그 반응에 참여한 기체들의 부피 비가 일정한 비율을 이룬다는 원리입니다. 이 비율은 화학 반응식의 계수비와 일치합니다.
예시 1: 수소 + 산소 → 수증기
- 수소 기체: 2L
- 산소 기체: 1L
- 생성되는 수증기: ❌ 3L가 아니라 ➡️ 2L
왜일까요?
화학 반응식으로 보면
2H₂ + O₂ → 2H₂O
여기서 계수비는 2:1:2, 즉
- 수소 2분자
- 산소 1분자
- 수증기(물) 2분자
따라서 기체 부피도 이와 같은 2:1:2의 비율로 반응합니다.
즉, 수소 2L + 산소 1L → 수증기 2L 이 되는 거죠!
⚗️ 기체 반응 법칙, 다른 예시도 볼까요?
예시 2: 질소 + 수소 → 암모니아
반응식:
N₂ + 3H₂ → 2NH₃
- 계수비: 1:3:2
- 질소 1L + 수소 3L → 암모니아 2L
즉, 기체 부피도 1:3:2의 비율로 반응합니다!
❓ 실전 문제: 최대 생성량 구하기
문제
- 질소: 3L
- 수소: 3L
이 두 기체로 만들 수 있는 최대 암모니아 부피는?
풀이
- 질소 1L + 수소 3L → 암모니아 2L
- 수소가 3L로 고정돼 있으므로, 질소는 1L만 반응에 참여 가능
- 따라서 암모니아 2L 생성, 질소는 2L 남음
✅ 정답: 암모니아 2L
✅ 핵심 요약
| 기체 반응 법칙 포인트 | 설명 |
|------------------|------|
| 화학 반응식의 계수비 = 기체 부피 비 | 오직 모든 물질이 기체 상태일 때만 적용 가능 |
| 수소 + 산소 = 수증기 | 2:1:2 (L 기준) |
| 질소 + 수소 = 암모니아 | 1:3:2 (L 기준) |
